信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)探索

田濤

摘要：信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)以培養(yǎng)良好數(shù)學(xué)素養(yǎng)，掌握該專業(yè)基本理論與操作，并通過不斷訓(xùn)練鍛煉實(shí)踐能力，使用專業(yè)知識與計(jì)算機(jī)技術(shù)解決問題。基于此，對照當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容中存在的缺失部分，加以改進(jìn)，分析學(xué)生學(xué)習(xí)情況，重視專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)，探究目前教學(xué)現(xiàn)狀，進(jìn)行課程改革與新教學(xué)模式探索，使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課堂效率提升，擁有良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：信息與計(jì)算機(jī)科學(xué);數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);教學(xué)模式研究

信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)應(yīng)注重學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)，注重應(yīng)用技術(shù)解決問題的方法培養(yǎng)，在該專業(yè)課程設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)課程將專業(yè)理論轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際操作，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指計(jì)算機(jī)內(nèi)部儲存和組織非特定數(shù)值數(shù)據(jù)計(jì)算的方式，一般用于計(jì)算具有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，可直觀反應(yīng)數(shù)據(jù)與元素間的聯(lián)系，如表格、圖像數(shù)據(jù)等。本文針對該專業(yè)學(xué)生理論知識薄弱、實(shí)踐能力較差等問題開展新教學(xué)模式研究，以提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)與解決問題能力。

一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)現(xiàn)狀

（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確

部分學(xué)生在選擇該專業(yè)時，對專業(yè)課程組成結(jié)構(gòu)認(rèn)知不到位，對就業(yè)前景及未來發(fā)展方向存在認(rèn)知障礙，缺乏職業(yè)規(guī)劃及就業(yè)目標(biāo)。在學(xué)習(xí)該專業(yè)過程中，重視計(jì)算機(jī)算法與理論知識，忽略數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與計(jì)算機(jī)科學(xué)之間的關(guān)聯(lián)，數(shù)學(xué)知識薄弱，導(dǎo)致專業(yè)知識掌握程度不達(dá)標(biāo)。就業(yè)方向的選擇上，缺乏對數(shù)據(jù)分析、人工智能、大數(shù)據(jù)分析等方面的認(rèn)知，不了解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)的重要性。

（二）理論和實(shí)踐脫節(jié)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)儲存結(jié)構(gòu)與邏輯結(jié)構(gòu)，對數(shù)學(xué)能力要求較高，如基礎(chǔ)計(jì)算能力、分析能力、邏輯思維能力等。數(shù)學(xué)能力的要求為理論能力，從理論向?qū)嵺`的轉(zhuǎn)化到熟練應(yīng)用需要付出大量時間精力。此外，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要求學(xué)生掌握編程技能，但學(xué)院教授課程時設(shè)置理論知識時長過多，實(shí)際操作、程序設(shè)計(jì)時長較短，導(dǎo)致該專業(yè)學(xué)生編程掌握程度有限，理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)踐技能受阻，不利于后續(xù)學(xué)習(xí)的開展與未來就業(yè)。

（三）教學(xué)形式落后

目前，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課堂教學(xué)模式陳舊，教學(xué)內(nèi)容枯燥乏味，僅使用PPT展示理論概念，教師不注重課堂互動，導(dǎo)致學(xué)生注意力難以集中，課堂效率較低。雖然數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中理論知識占據(jù)主要部分，但應(yīng)多開展課堂實(shí)踐，使學(xué)生掌握相關(guān)技能，傳統(tǒng)機(jī)房教學(xué)無法滿足。新時代背景下，學(xué)生通過移動設(shè)備，使用互聯(lián)網(wǎng)獲取知識，傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式已無法滿足多樣化的知識獲取途徑，課堂效果不理想。

（四）實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)時不足

一般來說，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的課程安排為理論知識時長與實(shí)踐活動時長之比約為4：1，學(xué)生在學(xué)習(xí)該專業(yè)過程中的計(jì)算機(jī)操作時間較少，在短期內(nèi)將理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)踐技能較困難，在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本定義和算法后，進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，不具備良好的編程基礎(chǔ)與長期練習(xí)很難達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。當(dāng)前，實(shí)踐活動內(nèi)容只涵蓋基礎(chǔ)知識，對于較復(fù)雜的綜合實(shí)踐活動，很難通過課堂時長完成。

二、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程改革探索與實(shí)踐

（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)分級的探索

在開展數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)過程中，教師應(yīng)遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，進(jìn)行教學(xué)時使知識難度逐漸遞增，還應(yīng)尊重學(xué)生個體差異，針對不同性格、學(xué)習(xí)方式、個人能力采取不同的教學(xué)方法。因此，應(yīng)針對學(xué)生的個人發(fā)展特色與課堂參與度來評判課堂教學(xué)效果與學(xué)生的學(xué)習(xí)適應(yīng)能力，循序漸進(jìn)、有針對性的開展教學(xué)。

基于此，應(yīng)將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)專業(yè)課堂教學(xué)內(nèi)容按知識難易程度與學(xué)生學(xué)習(xí)適應(yīng)度分為CPS三級目標(biāo)，具體分類如下：

C級（Concept），基礎(chǔ)概念級，在該階段學(xué)習(xí)過程中，應(yīng)掌握專業(yè)基礎(chǔ)概念、知識理論框架與基礎(chǔ)專業(yè)技能，可獨(dú)立完成簡單運(yùn)算操作，掌握運(yùn)算流程。

P級（Practice），實(shí)踐操作級，在熟悉理論知識掌握基礎(chǔ)技能的條件下，掌握教材中的算法，并能完全理解，可通過合作模式完成中高難度的算法。

S級（Solve），實(shí)際應(yīng)用級，在完成教材算法的延伸能完成中高難度算法習(xí)題后，嘗試挑戰(zhàn)難度較高的算法習(xí)題，可通過合作模式完成復(fù)雜案例。

三級不同教學(xué)內(nèi)容將整體教學(xué)目標(biāo)分為不同難度等級的小目標(biāo)，在逐步完成小目標(biāo)后可實(shí)現(xiàn)整體目標(biāo)，且該內(nèi)容的劃分符合學(xué)生認(rèn)知程度。

（二）實(shí)踐環(huán)節(jié)的探索和改革

目前，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中存在較多疏漏，應(yīng)對實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新，使理論知識與實(shí)踐教學(xué)緊密貼合，互相促進(jìn)，開展靈活性、模式多樣化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，以提高實(shí)踐教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生個人能力的提升，以達(dá)到應(yīng)用型本科教育的目標(biāo)。具體實(shí)踐內(nèi)容可編寫為報(bào)告，收錄在教材中，并與CPS三大教學(xué)內(nèi)容的綜合學(xué)習(xí)目標(biāo)相對應(yīng)，充分設(shè)計(jì)實(shí)踐活動。

結(jié)語：

目前，信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)學(xué)生對于知識的掌握程度較淺薄，對個人未來就業(yè)規(guī)劃認(rèn)知不清晰，因此學(xué)院應(yīng)針對此現(xiàn)象對其進(jìn)行正確的引導(dǎo)，樹立就業(yè)發(fā)展觀，并提高學(xué)生的實(shí)踐能力，成為專業(yè)型人才。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程難度較大，應(yīng)針對學(xué)生學(xué)習(xí)情況與認(rèn)知能力將整體教學(xué)目標(biāo)分為難度不同的小目標(biāo)，難度逐級遞增，并不斷開展實(shí)踐活動，使學(xué)生有充足的時間將理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)踐操作，創(chuàng)立多元化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

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